張俊昌

摘 要：隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，不銹鋼被廣泛使用?，F(xiàn)就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行探討，簡(jiǎn)述了不銹鋼生產(chǎn)的工藝和裝備，針對(duì)如何提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量這一要點(diǎn)提出了一些工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，以期為相關(guān)方面提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：不銹鋼板坯；質(zhì)量控制；工藝對(duì)策；技術(shù)對(duì)策

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0022-02

眾所周知，不銹鋼是一種具有高合金含量和高表面質(zhì)量的鋼品種，其具有焊接性、耐腐蝕性、耐熱性等許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。但隨著我國(guó)建筑、冶金等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)不銹鋼的質(zhì)量提出了更高的要求。因此，控制好不銹鋼的生產(chǎn)質(zhì)量尤為重要。

1 不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備

不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備為：1座90 t超高功率交流電弧爐，3座45 tAOD精煉爐，1座45 tLF爐，1臺(tái)1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)和板坯修磨設(shè)備。其中，電弧爐煉鋼采用全冷廢鋼冶煉工藝。

2 提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量的工藝對(duì)策

不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量與以下幾方面有關(guān)：①鋼水的潔凈度。在澆鑄前、澆鑄中，鋼水氧化物夾雜物的形成和帶入都會(huì)影響連鑄坯表面質(zhì)量。②結(jié)晶器內(nèi)鑄坯坯殼形成時(shí)的工況是否穩(wěn)定。③合理的結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)。雖然影響連鑄坯表面質(zhì)量的環(huán)節(jié)主要在結(jié)晶器部分，但二冷段冷卻制度的合理優(yōu)化和流線上設(shè)備精度對(duì)表面質(zhì)量也起至關(guān)重要的作用。

2.1 全流程鋼水潔凈度集成控制

通過(guò)實(shí)施全流程的潔凈鋼工藝攻關(guān)，初步建成具有特色的短流程潔凈不銹鋼生產(chǎn)平臺(tái)。電弧爐環(huán)節(jié)通過(guò)加強(qiáng)廢鋼檢驗(yàn)和爐料結(jié)構(gòu)管理，引進(jìn)先進(jìn)的輔助技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粗鋼水條件下的低成本、高效率穩(wěn)定控制（兌鋼溫度、成分精度，確保減少AOD耐火材料侵蝕和調(diào)合金量）。精煉環(huán)節(jié)實(shí)施二級(jí)模型自動(dòng)煉鋼、精確控碳、減少過(guò)氧化和優(yōu)化還原，結(jié)合成分窄化和目標(biāo)控制技術(shù)，少渣煉鋼、自動(dòng)吹氬。連鑄環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)氧化保護(hù)澆注和結(jié)晶器液面自動(dòng)控制等非穩(wěn)態(tài)澆注控制技術(shù)。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化如圖1所示。

圖1 潔凈鋼攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化（單位：%）

圖1中，A為化學(xué)成分穩(wěn)定控制率；B為夾雜物級(jí)別穩(wěn)定控制率；C為連鑄低倍級(jí)別穩(wěn)定控制率；D為中包溫度目標(biāo)命中率。

優(yōu)化、高效的工序協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了全流程的潔凈度管控，形成了管控指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，為潔凈連鑄坯的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 連鑄工藝技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)

為了提高不銹鋼連鑄坯的表面質(zhì)量，2004年某煉鋼廠對(duì)立式連鑄機(jī)進(jìn)行整體改造，將結(jié)晶器振動(dòng)方式改為液壓非正弦振動(dòng)方式，同時(shí)對(duì)二冷配水進(jìn)行改造，使其形成汽水霧化冷卻動(dòng)態(tài)控制的先進(jìn)冷卻模式，并結(jié)合不銹鋼鋼種特殊、品種復(fù)雜的特點(diǎn)，增加多個(gè)弱冷模。2012年，改進(jìn)了結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)，提高了結(jié)晶器液面控制水平，液面波動(dòng)在±1 mm以內(nèi)的比例達(dá)到95%以上。使用第三代中包液壓快換，使高連澆過(guò)程水口更換和稀土鋼等特殊品種生產(chǎn)過(guò)程中的水口更換更安全、快速、可靠，避免了換水口時(shí)表面的接痕和卷渣。改進(jìn)二冷水反沖洗過(guò)濾系統(tǒng)，這樣有效防止了二冷段噴嘴堵塞。改進(jìn)中間包蓋結(jié)構(gòu)，提高包蓋壽命和保溫效果，減少耐火材料剝損等，為提高不銹鋼表面質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)近一年多來(lái)振動(dòng)參數(shù)調(diào)整、保護(hù)渣優(yōu)化前后各5 000塊連鑄坯表面情況，總結(jié)發(fā)生在立式連鑄機(jī)鑄坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂紋、凹陷、夾渣、夾雜、渣坑等，其出現(xiàn)頻率如表1所示。

2.2.2 結(jié)晶器流場(chǎng)優(yōu)化

結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況不僅影響結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡、夾雜物上浮效果，還影響著坯殼內(nèi)的溫度分布和凝固行為。同時(shí)，對(duì)保護(hù)渣的熔化特性和坯殼的生長(zhǎng)規(guī)律也有一定影響。結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況對(duì)連鑄坯的潔凈度和表面質(zhì)量影響重大。紊亂的流場(chǎng)，勢(shì)必造成結(jié)晶器卷渣、振痕不規(guī)則，甚至翻皮、漏鋼。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)分布情況進(jìn)行分析后，對(duì)水口的參數(shù)和插入深度進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，確保結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡符合溫度合理分布，有利于夾雜上浮，同時(shí)保證振痕規(guī)則、平直。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)原有結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，引進(jìn)渦流塞棒控制系統(tǒng)，大大提高了結(jié)晶器液面波動(dòng)控制水平，鑄坯質(zhì)量提升效果也不錯(cuò)。

2.2.3 結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)

1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)，由于拉速低、品種多、鋼種特性復(fù)雜、過(guò)熱度高等自身特性，對(duì)保護(hù)渣的適應(yīng)性要求特別高。為此，以具有包晶反應(yīng)的304系鋼種系列為主，開(kāi)展了多次保護(hù)渣技術(shù)攻關(guān)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)含Ti鋼、耐熱鋼、雙相鋼等特殊鋼種展開(kāi)研究，效果十分明顯。

以304系鋼種為例，由于包晶反應(yīng)時(shí)先析出的向轉(zhuǎn)化會(huì)發(fā)生體積收縮，容易導(dǎo)致鑄坯表面出現(xiàn)深振痕、凹陷，收縮嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致初生坯殼內(nèi)產(chǎn)生較大應(yīng)力。如果該應(yīng)力得不到釋放，甚至被不均勻冷卻或結(jié)晶器液面嚴(yán)重波動(dòng)加劇，就會(huì)在鑄坯表面產(chǎn)生縱裂紋。因此，這類鋼種需要在結(jié)晶器內(nèi)使用弱冷，均勻坯殼厚度，減小應(yīng)力的作用。

3 工藝效果及特殊品種鋼的技術(shù)對(duì)策

通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)實(shí)施連續(xù)優(yōu)化、升級(jí)、集成，不僅在生產(chǎn)效率上得到大幅度的提升，而且在產(chǎn)品質(zhì)量上也創(chuàng)下了歷史紀(jì)錄。304連鑄坯無(wú)修磨比例直線上升，修磨損失率明顯降低，全鋼種綜合修磨率降到歷史最低水平——1.01%，軋后退廢率也大幅度下降，達(dá)到歷史最低水平——0.54%.

面對(duì)未來(lái)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，唯一的辦法就是在穩(wěn)定提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)高附加值鋼種，增強(qiáng)高附加值鋼種的實(shí)現(xiàn)能力和營(yíng)銷能力。立式連鑄機(jī)在這方面將大有作為。首先是在生產(chǎn)高合金含量的鋼種方面，由于高合金鋼的普遍特性是合金含量高、導(dǎo)熱性差、鋼水流動(dòng)性不好、液相線和固相線溫度區(qū)間窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂鋼種方面，立式連鑄機(jī)能夠克服這些問(wèn)題，但需要不斷對(duì)這類鑄機(jī)進(jìn)行新技術(shù)優(yōu)化、改造和集成，例如安裝電磁冶金技術(shù)、二冷段精度和冷卻系統(tǒng)智能控制技術(shù)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不銹鋼作為多種領(lǐng)域里的重要材料，保障其生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)促進(jìn)多種領(lǐng)域的生產(chǎn)尤為重要。以上就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行了探討，并提出了一些有效的工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，相信對(duì)不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量的控制有一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]楊軍.高表面質(zhì)量不銹鋼板坯連鑄工藝研究[J].鋼鐵，2007（09）.

[2]楊軍，顧學(xué)紅，邵世杰，等.含鈦鐵素體不銹鋼連鑄板坯質(zhì)量解析及工藝對(duì)策[J].鋼鐵，2010（04）.

〔編輯：劉曉芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures

摘 要：隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，不銹鋼被廣泛使用?，F(xiàn)就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行探討，簡(jiǎn)述了不銹鋼生產(chǎn)的工藝和裝備，針對(duì)如何提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量這一要點(diǎn)提出了一些工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，以期為相關(guān)方面提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：不銹鋼板坯；質(zhì)量控制；工藝對(duì)策；技術(shù)對(duì)策

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0022-02

眾所周知，不銹鋼是一種具有高合金含量和高表面質(zhì)量的鋼品種，其具有焊接性、耐腐蝕性、耐熱性等許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。但隨著我國(guó)建筑、冶金等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)不銹鋼的質(zhì)量提出了更高的要求。因此，控制好不銹鋼的生產(chǎn)質(zhì)量尤為重要。

1 不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備

不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備為：1座90 t超高功率交流電弧爐，3座45 tAOD精煉爐，1座45 tLF爐，1臺(tái)1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)和板坯修磨設(shè)備。其中，電弧爐煉鋼采用全冷廢鋼冶煉工藝。

2 提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量的工藝對(duì)策

不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量與以下幾方面有關(guān)：①鋼水的潔凈度。在澆鑄前、澆鑄中，鋼水氧化物夾雜物的形成和帶入都會(huì)影響連鑄坯表面質(zhì)量。②結(jié)晶器內(nèi)鑄坯坯殼形成時(shí)的工況是否穩(wěn)定。③合理的結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)。雖然影響連鑄坯表面質(zhì)量的環(huán)節(jié)主要在結(jié)晶器部分，但二冷段冷卻制度的合理優(yōu)化和流線上設(shè)備精度對(duì)表面質(zhì)量也起至關(guān)重要的作用。

2.1 全流程鋼水潔凈度集成控制

通過(guò)實(shí)施全流程的潔凈鋼工藝攻關(guān)，初步建成具有特色的短流程潔凈不銹鋼生產(chǎn)平臺(tái)。電弧爐環(huán)節(jié)通過(guò)加強(qiáng)廢鋼檢驗(yàn)和爐料結(jié)構(gòu)管理，引進(jìn)先進(jìn)的輔助技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粗鋼水條件下的低成本、高效率穩(wěn)定控制（兌鋼溫度、成分精度，確保減少AOD耐火材料侵蝕和調(diào)合金量）。精煉環(huán)節(jié)實(shí)施二級(jí)模型自動(dòng)煉鋼、精確控碳、減少過(guò)氧化和優(yōu)化還原，結(jié)合成分窄化和目標(biāo)控制技術(shù)，少渣煉鋼、自動(dòng)吹氬。連鑄環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)氧化保護(hù)澆注和結(jié)晶器液面自動(dòng)控制等非穩(wěn)態(tài)澆注控制技術(shù)。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化如圖1所示。

圖1 潔凈鋼攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化（單位：%）

圖1中，A為化學(xué)成分穩(wěn)定控制率；B為夾雜物級(jí)別穩(wěn)定控制率；C為連鑄低倍級(jí)別穩(wěn)定控制率；D為中包溫度目標(biāo)命中率。

優(yōu)化、高效的工序協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了全流程的潔凈度管控，形成了管控指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，為潔凈連鑄坯的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 連鑄工藝技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)

為了提高不銹鋼連鑄坯的表面質(zhì)量，2004年某煉鋼廠對(duì)立式連鑄機(jī)進(jìn)行整體改造，將結(jié)晶器振動(dòng)方式改為液壓非正弦振動(dòng)方式，同時(shí)對(duì)二冷配水進(jìn)行改造，使其形成汽水霧化冷卻動(dòng)態(tài)控制的先進(jìn)冷卻模式，并結(jié)合不銹鋼鋼種特殊、品種復(fù)雜的特點(diǎn)，增加多個(gè)弱冷模。2012年，改進(jìn)了結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)，提高了結(jié)晶器液面控制水平，液面波動(dòng)在±1 mm以內(nèi)的比例達(dá)到95%以上。使用第三代中包液壓快換，使高連澆過(guò)程水口更換和稀土鋼等特殊品種生產(chǎn)過(guò)程中的水口更換更安全、快速、可靠，避免了換水口時(shí)表面的接痕和卷渣。改進(jìn)二冷水反沖洗過(guò)濾系統(tǒng)，這樣有效防止了二冷段噴嘴堵塞。改進(jìn)中間包蓋結(jié)構(gòu)，提高包蓋壽命和保溫效果，減少耐火材料剝損等，為提高不銹鋼表面質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)近一年多來(lái)振動(dòng)參數(shù)調(diào)整、保護(hù)渣優(yōu)化前后各5 000塊連鑄坯表面情況，總結(jié)發(fā)生在立式連鑄機(jī)鑄坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂紋、凹陷、夾渣、夾雜、渣坑等，其出現(xiàn)頻率如表1所示。

2.2.2 結(jié)晶器流場(chǎng)優(yōu)化

結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況不僅影響結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡、夾雜物上浮效果，還影響著坯殼內(nèi)的溫度分布和凝固行為。同時(shí)，對(duì)保護(hù)渣的熔化特性和坯殼的生長(zhǎng)規(guī)律也有一定影響。結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況對(duì)連鑄坯的潔凈度和表面質(zhì)量影響重大。紊亂的流場(chǎng)，勢(shì)必造成結(jié)晶器卷渣、振痕不規(guī)則，甚至翻皮、漏鋼。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)分布情況進(jìn)行分析后，對(duì)水口的參數(shù)和插入深度進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，確保結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡符合溫度合理分布，有利于夾雜上浮，同時(shí)保證振痕規(guī)則、平直。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)原有結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，引進(jìn)渦流塞棒控制系統(tǒng)，大大提高了結(jié)晶器液面波動(dòng)控制水平，鑄坯質(zhì)量提升效果也不錯(cuò)。

2.2.3 結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)

1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)，由于拉速低、品種多、鋼種特性復(fù)雜、過(guò)熱度高等自身特性，對(duì)保護(hù)渣的適應(yīng)性要求特別高。為此，以具有包晶反應(yīng)的304系鋼種系列為主，開(kāi)展了多次保護(hù)渣技術(shù)攻關(guān)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)含Ti鋼、耐熱鋼、雙相鋼等特殊鋼種展開(kāi)研究，效果十分明顯。

以304系鋼種為例，由于包晶反應(yīng)時(shí)先析出的向轉(zhuǎn)化會(huì)發(fā)生體積收縮，容易導(dǎo)致鑄坯表面出現(xiàn)深振痕、凹陷，收縮嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致初生坯殼內(nèi)產(chǎn)生較大應(yīng)力。如果該應(yīng)力得不到釋放，甚至被不均勻冷卻或結(jié)晶器液面嚴(yán)重波動(dòng)加劇，就會(huì)在鑄坯表面產(chǎn)生縱裂紋。因此，這類鋼種需要在結(jié)晶器內(nèi)使用弱冷，均勻坯殼厚度，減小應(yīng)力的作用。

3 工藝效果及特殊品種鋼的技術(shù)對(duì)策

通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)實(shí)施連續(xù)優(yōu)化、升級(jí)、集成，不僅在生產(chǎn)效率上得到大幅度的提升，而且在產(chǎn)品質(zhì)量上也創(chuàng)下了歷史紀(jì)錄。304連鑄坯無(wú)修磨比例直線上升，修磨損失率明顯降低，全鋼種綜合修磨率降到歷史最低水平——1.01%，軋后退廢率也大幅度下降，達(dá)到歷史最低水平——0.54%.

面對(duì)未來(lái)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，唯一的辦法就是在穩(wěn)定提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)高附加值鋼種，增強(qiáng)高附加值鋼種的實(shí)現(xiàn)能力和營(yíng)銷能力。立式連鑄機(jī)在這方面將大有作為。首先是在生產(chǎn)高合金含量的鋼種方面，由于高合金鋼的普遍特性是合金含量高、導(dǎo)熱性差、鋼水流動(dòng)性不好、液相線和固相線溫度區(qū)間窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂鋼種方面，立式連鑄機(jī)能夠克服這些問(wèn)題，但需要不斷對(duì)這類鑄機(jī)進(jìn)行新技術(shù)優(yōu)化、改造和集成，例如安裝電磁冶金技術(shù)、二冷段精度和冷卻系統(tǒng)智能控制技術(shù)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不銹鋼作為多種領(lǐng)域里的重要材料，保障其生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)促進(jìn)多種領(lǐng)域的生產(chǎn)尤為重要。以上就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行了探討，并提出了一些有效的工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，相信對(duì)不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量的控制有一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]楊軍.高表面質(zhì)量不銹鋼板坯連鑄工藝研究[J].鋼鐵，2007（09）.

[2]楊軍，顧學(xué)紅，邵世杰，等.含鈦鐵素體不銹鋼連鑄板坯質(zhì)量解析及工藝對(duì)策[J].鋼鐵，2010（04）.

〔編輯：劉曉芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures

摘 要：隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，不銹鋼被廣泛使用?，F(xiàn)就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行探討，簡(jiǎn)述了不銹鋼生產(chǎn)的工藝和裝備，針對(duì)如何提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量這一要點(diǎn)提出了一些工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，以期為相關(guān)方面提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：不銹鋼板坯；質(zhì)量控制；工藝對(duì)策；技術(shù)對(duì)策

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0022-02

眾所周知，不銹鋼是一種具有高合金含量和高表面質(zhì)量的鋼品種，其具有焊接性、耐腐蝕性、耐熱性等許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。但隨著我國(guó)建筑、冶金等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)不銹鋼的質(zhì)量提出了更高的要求。因此，控制好不銹鋼的生產(chǎn)質(zhì)量尤為重要。

1 不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備

不銹鋼板坯生產(chǎn)工藝和裝備為：1座90 t超高功率交流電弧爐，3座45 tAOD精煉爐，1座45 tLF爐，1臺(tái)1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)和板坯修磨設(shè)備。其中，電弧爐煉鋼采用全冷廢鋼冶煉工藝。

2 提高不銹鋼連鑄坯表面質(zhì)量的工藝對(duì)策

不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量與以下幾方面有關(guān)：①鋼水的潔凈度。在澆鑄前、澆鑄中，鋼水氧化物夾雜物的形成和帶入都會(huì)影響連鑄坯表面質(zhì)量。②結(jié)晶器內(nèi)鑄坯坯殼形成時(shí)的工況是否穩(wěn)定。③合理的結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)。雖然影響連鑄坯表面質(zhì)量的環(huán)節(jié)主要在結(jié)晶器部分，但二冷段冷卻制度的合理優(yōu)化和流線上設(shè)備精度對(duì)表面質(zhì)量也起至關(guān)重要的作用。

2.1 全流程鋼水潔凈度集成控制

通過(guò)實(shí)施全流程的潔凈鋼工藝攻關(guān)，初步建成具有特色的短流程潔凈不銹鋼生產(chǎn)平臺(tái)。電弧爐環(huán)節(jié)通過(guò)加強(qiáng)廢鋼檢驗(yàn)和爐料結(jié)構(gòu)管理，引進(jìn)先進(jìn)的輔助技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粗鋼水條件下的低成本、高效率穩(wěn)定控制（兌鋼溫度、成分精度，確保減少AOD耐火材料侵蝕和調(diào)合金量）。精煉環(huán)節(jié)實(shí)施二級(jí)模型自動(dòng)煉鋼、精確控碳、減少過(guò)氧化和優(yōu)化還原，結(jié)合成分窄化和目標(biāo)控制技術(shù)，少渣煉鋼、自動(dòng)吹氬。連鑄環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)氧化保護(hù)澆注和結(jié)晶器液面自動(dòng)控制等非穩(wěn)態(tài)澆注控制技術(shù)。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化如圖1所示。

圖1 潔凈鋼攻關(guān)前后主要潔凈度指標(biāo)變化（單位：%）

圖1中，A為化學(xué)成分穩(wěn)定控制率；B為夾雜物級(jí)別穩(wěn)定控制率；C為連鑄低倍級(jí)別穩(wěn)定控制率；D為中包溫度目標(biāo)命中率。

優(yōu)化、高效的工序協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了全流程的潔凈度管控，形成了管控指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，為潔凈連鑄坯的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 連鑄工藝技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)

為了提高不銹鋼連鑄坯的表面質(zhì)量，2004年某煉鋼廠對(duì)立式連鑄機(jī)進(jìn)行整體改造，將結(jié)晶器振動(dòng)方式改為液壓非正弦振動(dòng)方式，同時(shí)對(duì)二冷配水進(jìn)行改造，使其形成汽水霧化冷卻動(dòng)態(tài)控制的先進(jìn)冷卻模式，并結(jié)合不銹鋼鋼種特殊、品種復(fù)雜的特點(diǎn)，增加多個(gè)弱冷模。2012年，改進(jìn)了結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)，提高了結(jié)晶器液面控制水平，液面波動(dòng)在±1 mm以內(nèi)的比例達(dá)到95%以上。使用第三代中包液壓快換，使高連澆過(guò)程水口更換和稀土鋼等特殊品種生產(chǎn)過(guò)程中的水口更換更安全、快速、可靠，避免了換水口時(shí)表面的接痕和卷渣。改進(jìn)二冷水反沖洗過(guò)濾系統(tǒng)，這樣有效防止了二冷段噴嘴堵塞。改進(jìn)中間包蓋結(jié)構(gòu)，提高包蓋壽命和保溫效果，減少耐火材料剝損等，為提高不銹鋼表面質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)近一年多來(lái)振動(dòng)參數(shù)調(diào)整、保護(hù)渣優(yōu)化前后各5 000塊連鑄坯表面情況，總結(jié)發(fā)生在立式連鑄機(jī)鑄坯表面上的缺陷主要有深振痕、裂紋、凹陷、夾渣、夾雜、渣坑等，其出現(xiàn)頻率如表1所示。

2.2.2 結(jié)晶器流場(chǎng)優(yōu)化

結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況不僅影響結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡、夾雜物上浮效果，還影響著坯殼內(nèi)的溫度分布和凝固行為。同時(shí)，對(duì)保護(hù)渣的熔化特性和坯殼的生長(zhǎng)規(guī)律也有一定影響。結(jié)晶器流場(chǎng)的分布情況對(duì)連鑄坯的潔凈度和表面質(zhì)量影響重大。紊亂的流場(chǎng)，勢(shì)必造成結(jié)晶器卷渣、振痕不規(guī)則，甚至翻皮、漏鋼。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)分布情況進(jìn)行分析后，對(duì)水口的參數(shù)和插入深度進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，確保結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)軌跡符合溫度合理分布，有利于夾雜上浮，同時(shí)保證振痕規(guī)則、平直。

通過(guò)對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)原有結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，引進(jìn)渦流塞棒控制系統(tǒng)，大大提高了結(jié)晶器液面波動(dòng)控制水平，鑄坯質(zhì)量提升效果也不錯(cuò)。

2.2.3 結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)

1 280 mm立式板坯連鑄機(jī)，由于拉速低、品種多、鋼種特性復(fù)雜、過(guò)熱度高等自身特性，對(duì)保護(hù)渣的適應(yīng)性要求特別高。為此，以具有包晶反應(yīng)的304系鋼種系列為主，開(kāi)展了多次保護(hù)渣技術(shù)攻關(guān)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)含Ti鋼、耐熱鋼、雙相鋼等特殊鋼種展開(kāi)研究，效果十分明顯。

以304系鋼種為例，由于包晶反應(yīng)時(shí)先析出的向轉(zhuǎn)化會(huì)發(fā)生體積收縮，容易導(dǎo)致鑄坯表面出現(xiàn)深振痕、凹陷，收縮嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致初生坯殼內(nèi)產(chǎn)生較大應(yīng)力。如果該應(yīng)力得不到釋放，甚至被不均勻冷卻或結(jié)晶器液面嚴(yán)重波動(dòng)加劇，就會(huì)在鑄坯表面產(chǎn)生縱裂紋。因此，這類鋼種需要在結(jié)晶器內(nèi)使用弱冷，均勻坯殼厚度，減小應(yīng)力的作用。

3 工藝效果及特殊品種鋼的技術(shù)對(duì)策

通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)實(shí)施連續(xù)優(yōu)化、升級(jí)、集成，不僅在生產(chǎn)效率上得到大幅度的提升，而且在產(chǎn)品質(zhì)量上也創(chuàng)下了歷史紀(jì)錄。304連鑄坯無(wú)修磨比例直線上升，修磨損失率明顯降低，全鋼種綜合修磨率降到歷史最低水平——1.01%，軋后退廢率也大幅度下降，達(dá)到歷史最低水平——0.54%.

面對(duì)未來(lái)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，唯一的辦法就是在穩(wěn)定提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)高附加值鋼種，增強(qiáng)高附加值鋼種的實(shí)現(xiàn)能力和營(yíng)銷能力。立式連鑄機(jī)在這方面將大有作為。首先是在生產(chǎn)高合金含量的鋼種方面，由于高合金鋼的普遍特性是合金含量高、導(dǎo)熱性差、鋼水流動(dòng)性不好、液相線和固相線溫度區(qū)間窄等，尤其是在一些含有特殊成分和易裂鋼種方面，立式連鑄機(jī)能夠克服這些問(wèn)題，但需要不斷對(duì)這類鑄機(jī)進(jìn)行新技術(shù)優(yōu)化、改造和集成，例如安裝電磁冶金技術(shù)、二冷段精度和冷卻系統(tǒng)智能控制技術(shù)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不銹鋼作為多種領(lǐng)域里的重要材料，保障其生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)促進(jìn)多種領(lǐng)域的生產(chǎn)尤為重要。以上就不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量控制進(jìn)行了探討，并提出了一些有效的工藝對(duì)策和技術(shù)對(duì)策，相信對(duì)不銹鋼板坯表面生產(chǎn)質(zhì)量的控制有一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊軍，顧學(xué)紅，邵世杰，等.含鈦鐵素體不銹鋼連鑄板坯質(zhì)量解析及工藝對(duì)策[J].鋼鐵，2010（04）.

〔編輯：劉曉芳〕

Stainless Steel Slab Surface Production Quality Control

Zhang Junchang

Abstract： With the continuous development of China's construction industry， stainless steel is widely used. Now on the surface of stainless steel slab production quality control are discussed， outlines the stainless steel production technology and equipment， how to improve the surface quality of stainless steel billet main points raised some process measures and technical measures in order to provide reference and the relevant aspects reference.

Key words： stainless steel slab； quality control； craft countermeasures； technical countermeasures